Компания Samsung не нарушает своего принципа по выводу на рынок флагманского аппарата серии Galaxy S с двумя разными чипсетами — Exynos собственной разработки и Snapdragon от Qualcomm. Последняя появилась и в Samsung Galaxy S5, а добавление к названию модели слова Plus стало означать, что установленный чипсет не Snapdragon 801, а более производительный Snapdragon 805. Смена чипсета означает увеличение производительности и скорости передачи данных по LTE-соединению. В новом варианте используются ядра Krait 450 (частота осталась на уровне 2,5 ГГц) и новое поколение графического адаптера Andreno - Adreno 420.
Была произведена и замена модема, который теперь поддерживает соединения LTE Cat. 6, против Cat. 4. На практике это означает возможность выхода на скорость до 300 Мбит/с вниз, вместо 150 Мбит/с ранее. Скорость загрузки остается прежней — 50 Мбит/с. То есть чипсет в Samsung Galaxy S5 Plus точно такой же как в Galaxy Note 4. Прочие характеристики полностью соответствуют модели представленной в первой половине года, включая экран с разрешением 1080р, а не QHD как в Galaxy S5 LTE-A. Сохранение аккумулятора емкостью 2800 мАч может дать некоторый прирост во времени работы, поскольку Snapdragon 805 обладает лучшей энергоэффективностью в сравнении с предшественником.